Nichtlineare Optik
In einem nichtlinearen optischen Medium ist der Zusammenhang zwischen elektrischem Feld E und Polarisation P nicht linear.In der normalen (linearen) Optik ist die Suszeptilität eine Materialkonstante eines optischen Mediums, z.B. eines Kristalls, im nichtlinearen Bereich ist sie abhängig von der lokalen elektrischen Feldstärke des Lichts.
Zwei wichtige Prinzipien entfallen im Gültigkeitsbereich der nichtlinearen Optik: das Superpositionsprinzip und die Frequenzerhaltung
In Lichtwellenleitern treten folgende nichtlineare optische Effekte auf:
- Ramanstreuung: Wechselwirkung des Lichts mit Molekülschwingungen. Hierdurch vergrössert sich die Wellenlänge des Lichtstrahls.
- Brillouinstreuung: Streuung von Licht an Schallwellen in der Faser, es entsteht gestreutes Licht mit umgekehrter Ausbreitungsrichtung, diese gespiegelte Lichtwelle hat durch den Dopplereffekt eine Frequenzerhöhung erfahren.
- Selbsphasenmodulation (SPM), Kreuzphasenmodulation (XPM), Vier-Wellen-Mischung (FWM) : Nichtlineare Überlagerung verschiedener Kanäle